电子线路CAD实验指导书(5)

电子线路CAD实验指导书

软件环境Protel99se

实验十四 中规模集成组合电路仿真分析、制版

一．实验目的

1． 进一步熟悉利用Protel99SE绘制电路图、仿真、制版，掌握中规模器件的使用方法。 2． 熟悉用数据选择器，数据分配器设计组合逻辑电路，并验证其逻辑功能。 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验原理

1．数据选择器

它又称作“多路开关”。其功能是从多个数据通道中选择一通道的数据（数据信息）传输到输出端。图为74LS151是八选一的数据选择器的引脚图。数据选择器除了用于多路数据选通之外，还可以用于复杂函数。下面说明其应用：

1）用一个通道传输多路信号，将多路信号接到数据选择器的相应数据输入端，利用输入信号ABC和使能端S的作用，使被选中的一路信号进入公共通道，实现信号的传输。当一片多路选择器的信号输入数量不能满足信号数量的要求的时候，可利用片选端实现多片的级连，扩展输入

信号的路数。图是利用两片八选一数据选择器实现十六选一的逻辑图。

2）并行输入串行输出 3）实现组合逻辑函数功能 此功能在实验内容中将被重点提出。

2．数据分配器

是实现与数据选择逆过程的中规模功能器件，其功能是将同一条线送来的信息F分配到相应的输出端，图是四路数据分配器的示意图，其中A,B是地址选择信号，D0~D3为输出端。

数据分配器通常可用译码器代替，图是3线－8线通用译码器74LS138的逻辑图，A0～A3作为地址选择信号，其输

出信号按地址分配。把数据选择器和分配器一结合使用，可成串行数据传输系统。 四．实验内容及步骤

1）测试十六选一数据选择器的逻辑功能。

根据原理图描绘好电路图，然后对其进行功能仿真及分析。其中选择输入端A是最低位，D是最高位。当D=“0”时U1的S＝“0”，则in0~in7输入数据的与门打开，in8~in15输入数据与门封闭，输出端F的状态只可能与in0~in7中的某一相同（取决与选择输入A,B,C的状态），反之，当D=”1”时，输出端F的状态只可能与in8~in15中的某一相同。例如：当选择输入端DCBA是0001时，F=in1，此时对A脚接高电平

就可以了。当DCBA=1000时，输出端F的状态等于in8的状态。

弄清楚原理之后，大家根据原理给DCBA脚以及D0到D15分别加上相应地电平与脉冲，软件仿真后观察输出端地波形，来测试该数据选择器地逻辑功能。记住仿真前在输出端和地之间一定要接入一个10K的负载才能进行仿真。

2）用八选一数据选择器实现逻辑功能F( A, B, C, D )=∑( 3, 7, 9, 14, 15 )并仿真验证。其电路原理图如图。

，BCD三脚接地

3）用数据选择器和数据分配器（译码器）构成信号传输系统。当输入信号为10010100时（高位在前），数据开关控制地址选择信号逐次递增，用Protel仿真观察输出信号。其电路图如图

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软件环境Protel99se

记录仿真得出的结果并填入以下实验表格

4）对上述电路生成PCB版、材料清单

实验十五 典型触发器的功能和应用仿真分析、制版

一．实验目的

1． 掌握74LS双D触发器和J-K触发器的逻辑功能及工作方式。 2． 了解D触发器和J-K触发器的简单应用。 二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容及步骤

1．验证74LS74双D触发器的逻辑功能。

n

按引脚图连好线路，在CP端接1KHz的方波，令SD＝RD＝“1”，在D＝“0”、D＝“1”、D＝Q这三种情况下分别记录Q端波形，注意时钟脉冲和输出脉冲的相位关系。 D＝“0”时：Q＝“0”

D＝“1”时：Q= “1”

D＝Qn时，输出脉冲在CLK的上升沿发生跳变。

2．用J－K触发器组成一个计数器，用Protel99SE观察其输出波形。

（1）按照图绘制出Protel99SE的SCH。注意：因为在Protel99SE的原理图系统中，相同的网络标号即代表相同的电气连接，故图中的74LS76的各个引脚分别放置了各自的网络标号，具有

相同的网络标号的引脚其实是连接在一起的。输入端接的是10KHZ的时钟脉冲（注意正负极），其属性设置如图

（2）开始仿真，打开clk，Qa，Qb，Qc，Qd的波形，如图。

（3）对上述电路生成PCB版、材料清单

实验十六 移位寄存器及应用仿真分析、制版

一 实验目的

1、复习巩固Protel99SE的电路图绘制、仿真、制版，由此掌握移位寄存器的工作原理。 2、利用双向移位寄存器74LS194实现二进制的串并行转换及其传递工作方式，并进行波形仿真。

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软件环境Protel99se

二．实验设备

计算机，Protel 99 SE软件。 三．实验内容及步骤 1 右移移位寄存器

由两片74LS74双D触发器组成地右移（高位在先）移位寄存器。先在Protel中将原理图画好。然后在单脉冲作用下（也可以是1HZ脉冲），观察仿真波形，并把观察情况填入实验表

2 二进制数码的串，并行转换（发端与接收）

在数字系统之间交换信息时，当发送端与接收端之间距离比较远时，为减少传输线的投资，往往把并行输出的数据转换成串行数据输出（通常称作为发送）。在接收端受到这一串行数据后，再转换成并行数据，通常称作接收。实验图是发送与接收实验电路。图中74LS194-1, 74LS194-2, 74LS30和74LS40组成一个7位ASCII码并－串转换电路。74LS194-3, 74LS194-4, 和74LS273组成串－并转换电路。74LS273是8D锁存寄存器，它在74LS194-3和74LS194-4串入并出转化时，如七位没有转换结束，则74LS273输出不变，直到74LS194－3，4串－并转换结束。在Q7端有一个下降沿输出，经倒相后作为74LS273地时钟信号，把74LS194输出地七位数字信号置入74LS273地内部，并存入其输出端，完成一次七位串－并转换。

（1）首先把74LS194-2地QD端和74LS194-3的连线去掉，在D0-D6分别输入CHIN的ASCII码，在74LS194－2的QD端仿真并记录波形。此时时钟脉冲可用100HZ。

（2）把（1）中去掉的连线接上，重复上述的输入信号，仿真记录74LS273的Q0~Q6的状态波形，并将观察情况填入下表：